The atmospheric boundary-layer (ABL

The atmospheric boundary-layer (ABL) height is a key parameter in the parametrization of atmospheric turbulent diffusion, especially in air pollution models (O’Brien 1970; Gryning et al. 1987; Davies et al. 2007). A few revious studies have shown that ABL heights have an influence on the concentration of a chemical substance (Garratt and Pearman 1973; Culf 1993; Culf et al. 1997). Oncley et al. (2004) found a strong inverse relationship between ABL heights and observed pollutant levels, and claimed that a deep ABL implies the strong mixing in the vertical direction and thus substance and energy can be transferred to high altitudes. Since the air mixture changes the energy distribution and affects atmospheric circulations that are associated with weather and climate, it is important to study the characteristics of boundary-layer heights, especially the unusually deep ABL. Previous studies and observations have pointed out the ABL heights can be as much as 5kmin lower latitudes such as in India under special climatic conditions (Raman et al. 1990; Garratt 1992). Normally, the ABL height is less than 2–3km in the middle latitudes but varies in different regions. For instance, in Europe the height of the mixed layer in the late afternoon is typically 1–2 km above the ground. However, in the middle latitudes of India, the ABL height can exceed 2 km and even 3 km or higher during summer seasons (Kumar et al. 2010). Over the Dunhuang, an arid region in north-west China, the ABL is more than 3 km high and can even reach 4 km during late spring to summer. This ABL is remarkably greater than theABL height in other locations at the same latitude; for instance, in Beijing, the ABL height is commonly below 2 km during the same seasons (He et al. 2006). Mihailovic et al. (2005) and Hasel et al. (2005) show that differences in ABL heights can be attributed to discrepancies in the environmental conditions at various places. Other studies conclude that surface conditions are strongly related to ABL heights. For instance, surface parameters such as albedo, soil moisture and near-surface wind conditions may play important roles in the development of the mixed layer. The development of the boundary layer is also strongly coupled to changes in the surface energy balance (Dolman et al. 1997). Thus, meteorological conditions that affect the surface energy balance also have an influence on the ABL height. Despite our current knowledge of ABL heights, there has not yet been a study to characterize the extremely highABL over north-west China. Therefore, our objective is to characterize a case over the Dunhuang area in north-westChina and also to understand the surface and environmental parameters that influence the formation of the extremely deep ABL. An advanced research version of the weather research and forecasting (WRF) model (Skamarock et al. 2008) is employed to simulate these observed extreme boundary-layer heights in May 2000. The ability of theWRF model in simulating the ABL height over the arid areas is evaluated. Sensitivity experiments are also conducted to identify key parameters that contribute to the development of the extremely deep boundary layer. The article is organized as follows: Sect. 2 describes the characteristics of the observed extremely deep convective boundary layer in late May 2000 over Dunhuang, which is in north-west China. The WRF model numerical simulation and sensitivity experiments are described in Sect. 3, results are discussed in Sect. 4, and concluding remarks are made in Sect. 5.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ความสูงของขอบเขตของบรรยากาศชั้น (ABL) เป็นพารามิเตอร์สำคัญใน parametrization ของอากาศแพร่ปั่นป่วน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแบบจำลองมลภาวะอากาศ (โอไบรอัน 1970 Gryning et al. 1987 เดวีส์ et al. 2007) กี่ revious ศึกษาแสดงให้เห็นว่า ไฮท์ ABL มีผลต่อการความเข้มข้นของสารเคมี (Garratt และ Pearman 1973 Culf 1993 Culf et al. 1997) Oncley et al. (2004) พบความสัมพันธ์ที่ผกผันดีไฮท์ ABL และระดับมลพิษสังเกต และอ้างว่า ABL ลึกหมายถึงผสมแข็งแรงในทิศทางแนวตั้ง และดังนั้น สารและพลังงานสามารถถ่ายโอนการระดับสูง เนื่องจากส่วนผสมของอากาศเปลี่ยนแปลงการกระจายพลังงาน และส่งผลต่อ circulations บรรยากาศที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศ จำเป็นต้องศึกษาลักษณะของขอบเขตชั้นสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ABL. ลึกผิดปกติ การศึกษาก่อนหน้านี้และสังเกตได้ชี้ออก ABL สูงได้มากเท่าที่ 5kmin ล่าง latitudes เช่นอินเดียภายใต้เงื่อนไข climatic พิเศษ (รามัน et al. 1990 Garratt 1992) โดยปกติ ABL ความสูงน้อยกว่า 2-3 กิโลเมตรใน latitudes กลาง แต่แตกต่างในภูมิภาคต่าง ๆ เช่น ความสูงของชั้นที่ผสมในบ่ายที่เป็นปกติ 1 – 2 กิโลเมตรเหนือพื้นดิน อย่างไรก็ตาม ใน latitudes กลางของอินเดีย สูง ABL สามารถเกิน 2 km และแม้ 3 กิโลเมตร หรือสูงกว่าในช่วงฤดูร้อน (Kumar et al. 2010) ไปตุนหวง ภูมิภาคแห้งแล้งในจีน north-west, ABL สูงมากกว่า 3 กิโลเมตร และยังสามารถเข้าถึง 4 กิโลเมตรในช่วงปลายฤดูใบไม้ผลิกับฤดูร้อน ABL นี้เป็นอย่างยิ่งมากกว่าความสูงของ theABL ในสถานอื่น ๆ ที่ละติจูดเดียวกัน เช่น ในปักกิ่ง สูง ABL ได้โดยทั่วไปต่ำกว่า 2 กิโลเมตรในระหว่างฤดูกาลเดียว (เขา et al. 2006) Mihailovic et al. (2005) และ Hasel et al. (2005) แสดงว่า ความแตกต่างในความสูง ABL สามารถเกิดจากความขัดแย้งในสภาพแวดล้อมในสถานต่าง ๆ ศึกษาอื่น ๆ สรุปว่า สภาพผิวขอเกี่ยวข้องกับ ABL ไฮท์ พื้นผิวเช่น พารามิเตอร์เช่น albedo ความชื้นและใกล้ผิวลมสภาพดินอาจมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาชั้นผสม การพัฒนาของชั้นขอบเขตเป็นยังขอควบคู่กับการเปลี่ยนแปลงสมดุลพลังงานพื้นผิว (Dolman et al. 1997) ดังนั้น สภาพอุตุนิยมวิทยาที่มีผลต่อสมดุลพลังงานพื้นผิวยังได้มีอิทธิพลสูง ABL แม้ มีความรู้ของเราปัจจุบันของ ABL ไฮท์ มียังไม่ได้ศึกษากับลักษณะ highABL มากกว่า north-west จีน ดังนั้น วัตถุประสงค์ของเราคือ การลักษณะกรณีเหนือบริเวณตุนหวงในเหนือ westChina และเข้าใจพารามิเตอร์พื้นผิว และสิ่งแวดล้อมที่มีอิทธิพลต่อการก่อตัวของ ABL. ลึกมาก การวิจัยขั้นสูงรุ่นวิจัยสภาพอากาศและการคาดการณ์ (WRF) แบบจำลอง (Skamarock et al. 2008) เป็นลูกจ้างเพื่อจำลองเหล่านี้สูงมากสังเกตชั้นขอบเขตในปี 2543 เป็นประเมินความสามารถของแบบจำลอง theWRF ในการจำลองความสูง ABL ผ่านพื้นที่แห้งแล้ง ทดลองความไวจะยังดำเนินการระบุพารามิเตอร์หลักที่นำไปสู่การพัฒนาของชั้นขอบลึกมาก จัดบทความต่อไปนี้: Sect. 2 อธิบายลักษณะของชั้นขอบเขตด้วยการพามากลึกการสังเกตในช่วงปลายเดือน 2000 พฤษภาคมไปตุนหวง ที่ north-west จีน WRF รุ่นตัวเลขความไวและการจำลองการทดลองไว้ใน Sect. 3 ผลลัพธ์จะกล่าวถึงใน Sect. 4 และหมายเหตุสรุปคือทำใน Sect. 5

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บรรยากาศเขตแดนชั้น (ABL) สูงเป็นตัวแปรสำคัญในการและตัวแปรของการแพร่กระจายในชั้นบรรยากาศปั่นป่วนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปแบบมลพิษทางอากาศ (โอไบรอัน 1970; Gryning et al, 1987;. เดวีส์, et al. 2007) การศึกษา revious น้อยได้แสดงให้เห็นว่ามีความสูง ABL อิทธิพลต่อความเข้มข้นของสารเคมี (Garratt และ PEARMAN 1973; Culf 1993. Culf et al, 1997) Oncley et al, (2004) พบว่ามีความสัมพันธ์แบบผกผันที่แข็งแกร่งระหว่างความสูง ABL และสังเกตระดับมลพิษและอ้างว่า ABL ลึกหมายถึงการผสมที่แข็งแกร่งในแนวตั้งและสารและพลังงานจึงสามารถโอนไปยังที่สูง เนื่องจากส่วนผสมของอากาศที่มีการเปลี่ยนแปลงการกระจายพลังงานและมีผลต่อการไหลเวียนของบรรยากาศที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศเป็นสิ่งสำคัญเพื่อศึกษาลักษณะของความสูงเขตแดนชั้นโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ABL ลึกผิดปกติ การศึกษาก่อนหน้าและข้อสังเกตได้ชี้ให้เห็นความสูง ABL สามารถมากที่สุดเท่าที่ 5kmin ละติจูดต่ำเช่นในอินเดียภายใต้สภาพภูมิอากาศพิเศษ (ราม​​ัน et al, 1990;. Garratt 1992) โดยปกติความสูง ABL น้อยกว่า 2-3km ในละติจูดกลาง แต่แตกต่างกันไปในภูมิภาคต่างๆ ยกตัวอย่างเช่นในยุโรปมีความสูงของชั้นผสมในช่วงบ่ายเป็นปกติ 1-2 กม. เหนือพื้นดิน อย่างไรก็ตามในละติจูดกลางของอินเดีย ABL สูงเกิน 2 กม. และแม้กระทั่ง 3 กม. หรือสูงกว่าในช่วงฤดู​​ร้อน (Kumar et al. 2010) กว่าหวงพื้นที่แห้งแล้งทางตะวันตกเฉียงเหนือของประเทศจีน ABL เป็นมากกว่า 3 กิโลเมตรสูงและยังสามารถเข้าถึง 4 กิโลเมตรในช่วงปลายฤดูใบไม้ผลิฤดูร้อน ABL นี้เป็นอย่างน่าทึ่งมากขึ้นกว่าความสูง theABL ในสถานที่อื่น ๆ ที่ละติจูดเดียวกัน ตัวอย่างเช่นในกรุงปักกิ่งสูง ABL เป็นปกติต่ำกว่า 2 กม. ในช่วงฤดู​​เดียวกัน (เขา et al. 2006) Mihailovic et al, (2005) และ Hasel et al, (2005) แสดงให้เห็นว่าความแตกต่างในความสูง ABL สามารถนำมาประกอบกับความแตกต่างในสภาพแวดล้อมที่สถานที่ต่างๆ การศึกษาอื่น ๆ สรุปได้ว่าสภาพพื้นผิวที่มีความสัมพันธ์อย่างยิ่งที่จะ ABL สูง ยกตัวอย่างเช่นพารามิเตอร์พื้นผิวเช่นอัลเบโด้ความชื้นของดินและสภาพลมที่อยู่ใกล้พื้นผิวอาจมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาของชั้นผสม การพัฒนาบริเวณชั้นนอกจากนี้ยังมีคู่อย่างยิ่งที่จะเปลี่ยนแปลงในพื้นผิวที่สมดุลพลังงาน (Dolman et al. 1997) ดังนั้นสภาพทางอุตุนิยมวิทยาที่มีผลต่อพื้นผิวสมดุลของพลังงานยังมีอิทธิพลต่อความสูง ABL แม้จะมีความรู้ในปัจจุบันของเราของความสูง ABL มียังไม่ได้รับการศึกษาที่จะอธิบายลักษณะมาก highABL เหนือทิศตะวันตกเฉียงเหนือของจีน ดังนั้นวัตถุประสงค์ของเราคือการลักษณะกรณีทั่วพื้นที่หวงในภาค westChina และยังเข้าใจพื้นผิวและพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมที่มีอิทธิพลต่อการก่อตัวของ ABL ลึกมาก รุ่นการวิจัยขั้นสูงของการวิจัยและการคาดการณ์สภาพอากาศ (WRF) รูปแบบ (Skamarock et al. 2008) เป็นลูกจ้างในการจำลองความสูงมากตั้งข้อสังเกตเหล่านี้เขตแดนชั้นพฤษภาคม 2000 ความสามารถในรูปแบบ theWRF ในการจำลองความสูง ABL มากกว่าพื้นที่แห้งแล้ง ได้รับการประเมิน ทดลองความไวแสงจะดำเนินการนอกจากนี้ยังมีการระบุพารามิเตอร์ที่สำคัญที่นำไปสู่​​การพัฒนาของบริเวณชั้นลึกมาก บทความมีการจัดดังนี้นิกาย 2 อธิบายถึงลักษณะของข้อสังเกตบริเวณชั้นไหลเวียนลึกมากในช่วงปลายเดือนพฤษภาคม 2000 กว่าหวงซึ่งอยู่ในทิศตะวันตกเฉียงเหนือของจีน รูปแบบ WRF จำลองเชิงตัวเลขและการทดลองไวอธิบายไว้ในนิกาย 3 ผลจะกล่าวถึงในนิกาย 4 และหมายเหตุประกอบสรุปจะทำในนิกาย 5

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บรรยากาศชั้นขอบ ( ABL ) ความสูงเป็นพารามิเตอร์หลักใน parametrization ของบรรยากาศป่วนกระจาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแบบจำลองมลพิษทางอากาศ ( โอไบอัน 1970 ; gryning et al . 1987 ; เดวีส์ et al . 2007 ) การศึกษาน้อยได้แสดงให้เห็นว่า revious ABL ความสูงมีอิทธิพลต่อความเข้มข้นของสารเคมี ( การ์แรต และเพียร์เมิน 1973 ; culf 1993 ; culf et al . 1997 ) oncley et al .( 2004 ) พบว่าแข็งแรงความสัมพันธ์ผกผันระหว่างความสูง ABL และสังเกตระดับมลพิษและอ้างว่าลึก ABL หมายถึงแข็งแรงผสมในทิศทางตามแนวตั้ง และดังนั้นจึง สสารและพลังงานที่สามารถถ่ายโอนไปยังระดับความสูงที่สูง เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงการกระจายพลังงานของส่วนผสมอากาศและมีผลต่อหมุนเวียนอากาศที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศมันเป็นสิ่งสำคัญเพื่อศึกษาคุณลักษณะของชั้นขอบเขตความสูงโดยเฉพาะลึกผิดปกติ ABL . การศึกษาและสังเกตได้ชี้ให้เห็นความสูง ABL ได้เท่าที่ 5kmin ละติจูดต่ำเช่นในอินเดียภายใต้สภาวะภูมิอากาศพิเศษ ( รามัน et al . 1990 ; การ์แรต 1992 ) โดยปกติความสูง ABL น้อยกว่า 2 – 3 กิโลเมตรในละติจูดกลาง แต่แตกต่างกันไปในภูมิภาคต่างๆ ตัวอย่างเช่นในยุโรป ความสูงของชั้นผสมในเวลาบ่าย โดย 1 – 2 กิโลเมตรเหนือพื้นดิน อย่างไรก็ตาม ในละติจูดกลางของอินเดีย ความสูงเกิน 2 km และ ABL 3 km หรือสูงกว่าในช่วงฤดูฤดูร้อน ( Kumar et al . 2010 ) ไปตุนหวง ,เป็นเขตแห้งแล้งในทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน , ABL มากกว่า 3 กิโลเมตร สูงและสามารถเข้าถึง 4 กม. ช่วงฤดูใบไม้ผลิถึงฤดูร้อน นี้เป็นอย่างน่าทึ่ง ABL มากกว่า theabl ความสูงในสถานที่อื่น ๆ ที่ละติจูดเดียวกัน เช่น ปักกิ่ง ความสูง ABL โดยทั่วไปต่ำกว่า 2 กม. ระหว่างฤดูกาลเดียวกัน ( เขา et al . 2006 ) mihailovic et al . ( 2005 ) และ hasel et al .( 2005 ) แสดงให้เห็นว่าความแตกต่างใน ABL สูงสามารถประกอบกับความขัดแย้งในสภาพแวดล้อมในสถานที่ต่าง ๆ การศึกษาอื่น ๆ สรุปได้ว่าสภาพผิวหน้าเป็นอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับ ABL ความสูง ตัวอย่าง พารามิเตอร์เช่นการสะท้อนของพื้นผิวดิน ความชื้น และลมใกล้สภาพผิวที่อาจมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาของชั้นผสมการพัฒนาขอบชั้นก็ขอคู่กับการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวสมดุลพลังงาน ( สาคร et al . 1997 ) ดังนั้น เงื่อนไขทางอุตุนิยมวิทยาที่มีผลต่อผิวสมดุลพลังงานยังได้มีอิทธิพลต่อความสูง ABL . แม้จะมีความรู้ของเราปัจจุบันของ ABL Heights มี ยังไม่ได้มีการศึกษาสูงมาก highabl ไปทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน ดังนั้นวัตถุประสงค์ของเราคือการ ศึกษากรณีบริเวณตุนหวงในภาคเหนือ westchina และยังเข้าใจผิวและปัจจัยสิ่งแวดล้อมที่มีอิทธิพลต่อการก่อตัวของลึกมาก ABL . รุ่นวิจัยขั้นสูงของสภาพอากาศ การวิจัยและการพยากรณ์ ( wrf ) รูปแบบ ( skamarock et al . 2551 ) มาใช้เพื่อจำลองเหล่านี้พบมากขอบชั้นความสูงในเดือนพฤษภาคม 2000ความสามารถของแบบจำลองในการจำลอง thewrf ความสูง ABL ผ่านพื้นที่แห้งแล้งคือการประเมิน นอกจากนี้ยังได้มีการทดลองไวเพื่อระบุพารามิเตอร์ที่สำคัญที่นำไปสู่การพัฒนาของชั้นขอบเขตมากลึก บทความที่ถูกจัดเป็นดังนี้ : นิกาย 2 อธิบายถึงลักษณะของชั้นขอบเขตโดยสังเกตลึกมากในปลายเดือนพฤษภาคม 2000 กว่าตุนหวง ,ซึ่งอยู่ในทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีน รูปแบบ wrf การจำลองเชิงตัวเลขและความไวนี้จะอธิบายในนิกาย 3 ผลลัพธ์ที่กล่าวถึงในนิกาย 4 และสรุปข้อคิดเห็นได้ในนิกาย 5 .